- Cao trỡnh MNDBT: 25m;
4.3.2.2. Xỏc định hệ số an tồn K cho một cung trượt bất kỳ.
Theo đề nghị của N.M.Ghecxevanụp, giả thiết xem khối trượt là một vật thể rắn và như vậy cú thể coi ỏp lực thấm thành ỏp lực thủy tĩnh tỏc dụng lờn mặt trượt
và hướng tõm. Trị số ỏp lực này tại một điểm bằng γn.h, với γn là trọng lượng riờng của nước, h là chiều cao cột nước từ đường bĩo hũa tới điểm đang xột nằm ở mặt trượt.
Khi thiết kế người ta giả thiết gần đỳng mặt trượt là hỡnh trụ trũn. Ứng với một cung trũn tõm 0, bỏn kớch R. Nguyờn tắc để đảm bảo ổn định mỏi đập là phải thỏa mĩn bất đẳng thức sau: K = t c M M Σ Σ ≥ [K] Trong đú:
- ΣMc : Là tổng mụmen chống trượt đối với tõm 0. - ΣMt : Là tổng mụmen gõy trượt đối với tõm 0.
- [K] : Là hệ số an tồn cho phộp phụ thuộc vào cấp cụng trỡnh.
Để xỏc định cỏc thành phần của cụng thức trờn ta tiến hành chia khối trượt ra làm nhiều dải cú bề rộng b (m) với:
b = R/m Trong đú:
+ R bỏn kớnh cung trượt (m); + m số bất kỳ lấy bằng 10 -:- 20 Trọng lượng của dải đất bất kỳ: Gn = b.(γ1h1 + γ2h2 + γ3h3 + … + γnhn) Trong đú:
+ γI dung trọng của dải đất thứ i; + hi chiều cao của dải đất thứ i;
Ở đõy với đất trờn đường bĩo hũa lấy theo dung trọng tự nhiờn, cũn đất dưới đường bĩo hũa lấy theo dung trọng bĩo hũa nước.
+ Thành phần lực theo phương tiếp tuyến với cung trượt: Tn = Gn x sin αn. + Thành phần lực theo phương phỏp tuyến với cung trượt: Nn = Gn.cosαn
Trong đú: sin αn = m n ; cosαn = 2 1 n m − ữ
Lực phỏp tuyến sẽ gõy ra lực ma sỏt Sn cú tỏc dụng chống trượt: Sn = Gn.cosαn
Lực tiếp tuyến là lực gõy trượt. Áp lực thấp tham gia đẩy trượt mỏi dốc được xỏc định theo Ghetxờvanụp giả thiết xem khối trượt là một vật thể rắn và ta chuyển ỏp lực thấm thành ỏp lực thủy tĩnh tỏc dụng lờn mặt trượt và hướng tõm được xỏc định theo cụng thức
Wn = γn x hn x ln Trong đú:
+ γn dung trọng tớnh từ đường bĩo hũa đến đỏy dải thứ n;
+ hn chiều cao cột nước tớnh từ đường bĩo hũa đến đỏy dải thứ n; + ln : chiều dài cung trượt nằm trong dải thứ n và được tớnh như sau:
ln =
n
cos b
α
Ở đõy đối với cỏc mặt trượt nằm ngang thỡ ln = bn;
ΣMc = Σ(Nn – Wn)tgϕnR + ΣCn.Ln.R
ΣMt = ΣTn.R
Thay vào (*) ta được:
K = ( ) n n n n n n T l C tg W N Σ Σ + − Σ ϕ
Để đơn giản trong tớnh toỏn ta lập bảng tớnh. Giải thớch cỏc cột trong bảng tớnh;
Cột 1 thứ tự dải; Cột 2 bề rộng của dải
Cột 3 h1 chiều cao cột đất đắp đập trờn đường bĩo hồ. Cột 4 h2 chiều cao cột đất đắp đập dưới đường bĩo hồ. Cột 5 h3 chiều cao cột đất nền.
Cột 6 hn chiều cao cột đất đắp đập từ đường bĩo hồ đến đỏy dải Cột 7 γ1 trọng lượng riờng của đất đắp đập trờn đường bĩo hồ . Cột 8 γ2 trọng lượng riờng của đất đắp đập dưới đường bĩo hồ. Cột 9: γ3 trọng lượng riờng của đất nền.
Cột 10 Ln bề rộng đỏy dải thứ n đối với những mặt nằm ngang thỡ ln = bn Cột 11 Cn lực dớnh đơn vị ở đỏy dải thứ n;
Cột 12 Gn trọng lượng dải thứ n; Gn = b(Σγi x Zi)n. Đối với đất ở trờn đường bĩo hũa lấy theo dung trọng tự nhiờn, cũn đất dưới đường bĩo hũa lấy theo dung trọng bĩo hũa nước.
Cột 13 sinα;
Cột 14 cosα;
Cột 15 Nn thành phần phỏp tuyến của trọng lượng dải; Nn = Gn.cosα. Đối với những mặt trượt nằm ngang thỡ Tn = Gn;
Cột 16 Tn thành phần tiếp tuyến của trọng lượng dải; Tn = Gnsinα. Đối với những mặt trượt nằm ngang thỡ Tn = 0;
Cột 17 Wn ỏp lực thấm đỏy dải thứ n; Wn = γn . hn . ln; Cột 18 tgϕn;
Cột 19 (Nn – Wn).tgϕn với ϕn gúc ma sỏt trong tại đỏy dải thứ n; Cột 20: Cn.Ln.
Tn Gn (N -W )n n C .ln n αn b ho Đường bão hồ Đáy đập
Sơ đồ các lực tác dụng lên đáy dải thư n
Ctn,γtn, ϕtn γbh, ϕbh Cbh, γbh, ϕbh , Cbh đ đ đ đ đ đ n n n hn ln h1 h2
Bảng 4 – 8 chỉ tiờu cơ lý vật liệu và đất nền
Đất đắp đập γtn (T/m3) γbh (T/m3) ϕtn (0) ϕbh (0) Ctn (T/m2) Cbh (T/m2) K (m/s) Lớp 1 1,92 2,04 26 22 3,26 1,8 1,89.10-7 Đống đỏ 2,2 2,2 30 30 0 0 1,0.10-4 Đất nền 1,95 1,97 19 17 2,24 1,35 2.10-6
Ở đõy tớnh toỏn cụ thể cho mặt cắt lũng sụng trong trường hợp thượng lưu là MNLTK và hạ lưu là MNmax. Em đĩ cú phương trỡnh và tọa độ đường bĩo hũa tại mặt cắt lũng sụng nội dung tớnh toỏn của đồ ỏn này tớnh cho 5 cung trượt (xem phụ
lục).
Tõm cung trượt O1 cú bỏn kớnh R = 74,8m, bề rộng dải b = 7,48m cú điểm ra ở chõn đập. Kết quả tớnh toỏn ổn định K = 1,32. Bảng 4-9 kết quả tớnh hệ số K tỡn Kmin Tõm O1 O2 O3 R (m) 74,8 75,95 77,28 m 10 10 10 b (m) 7,48 7,595 7,78 K 1,32 1,35 1,35 Kmin = 1,32
Từ tõm O1 tiếp tục kẻ đường vuụng gúc với AB tại O2. Trờn đường này lấy cỏc tõm trượt O4, O5 và tiến hành tớnh toỏn như trờn tỡm được Kmin.
Bảng 4-10 kết quả tớnh hệ số K tỡn Kmin Tõm O4 O5 R (m) 79,76 74,69 m 10 10 b (m) 7,976 7,469 K 1,33 1,34
Đỏnh giỏ tớnh hợp lý của mỏi đập:
Mỏi đập đảm bảo an tồn về trượt nếu thỏa mĩn điều kiện: Kmin ≥ [K]
Và mỏi đập đảm bảo an tồn về kinh tế nếu thỏa mĩn điều kiện: Kmin(min)≤ 1,15[K]
Trong đú [K]: Phụ thuộc cấp cụng trỡnh và tổ hợp tải trọng, tra bảng 14 TCN 157-2005 ta được [K] = 1,3 và 1,15[K] = 1,495
Mỏi được coi là hợp lý nếu thỏa mĩn đồng thời hai điều kiện trờn Vậy mỏi đập hạ lưu đảm bảo ổn định về trượt.
• Kiểm tra ổn định với MNLKT (1 cung)
Tớnh toỏn tương tự như MNLTK kết quả xem phụ lục.
• Kiểm tra ổn định với MNTL là MNDGC ống lọc bị tắc Tớnh toỏn tương tự như MNTL là MNDGC kết quả xem phụ lục. 4.4. Chọn cấu tạo chi tiết: